(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
光ビームを照射する光源を含み、前記光源が照射した前記光ビームを主走査方向に走査させて前記感光体に主走査ラインを描画する露光部と、
前記光源に照射させる前記光ビームの光量を示す周期性のパルス信号を生成するパルス生成部と、
前記パルス信号の複数の周波数を予め記憶している周波数記憶部と、
各主走査ラインの描画において、前記周波数記憶部に記憶されている前記複数の周波数のいずれかを選択し、選択した周波数の前記パルス信号の生成を前記パルス生成部に命令する照射制御部と、
前記照射制御部の命令に従って前記パルス生成部が生成した前記パルス信号を平滑して、アナログ信号を生成する平滑部と、
前記平滑部が生成した前記アナログ信号を基にして、前記光源の駆動電流を生成する駆動電流生成部と、
前記複数の周波数の一つである基準周波数の前記パルス信号を用いて描画される前記主走査ラインを、各ブロックに割り当てられる前記パルス信号のパルス数が同じになるように、複数のブロックに分割した場合に、各ブロックに照射される前記光ビームの光量を予め記憶している光量記憶部と、を備え、
前記照射制御部は、各主走査ラインの描画において、前記周波数記憶部に記憶されている前記複数の周波数のいずれかを選択し、選択した周波数を用いて、前記光量記憶部に記憶されている各ブロックの光量を示す前記パルス信号の生成を前記パルス生成部に命令し、
前記複数の周波数を構成する周波数の範囲は、前記複数の周波数のうち、最高周波数の前記パルス信号を用いて前記主走査ラインを描画した場合と、最低周波数の前記パルス信号を用いて前記主走査ラインを描画した場合とにおいて、前記複数のブロックのうち最後のブロックの前記主走査方向の位置を規定する座標の少なくとも一部が共通する関係が成立する画像形成装置。
【請求項２】
前記照射制御部は、各主走査ラインの描画において、前記周波数記憶部に記憶されている前記複数の周波数をランダムに選択する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
感光体と、
光ビームを照射する光源を含み、前記光源が照射した前記光ビームを主走査方向に走査させて前記感光体に主走査ラインを描画する露光部と、
前記光源に照射させる前記光ビームの光量を示す周期性のパルス信号を生成するパルス生成部と、
前記パルス信号の複数の周波数を予め記憶している周波数記憶部と、
各主走査ラインの描画において、前記周波数記憶部に記憶されている前記複数の周波数のいずれかを選択し、選択した周波数の前記パルス信号の生成を前記パルス生成部に命令する照射制御部と、
前記照射制御部の命令に従って前記パルス生成部が生成した前記パルス信号を平滑して、アナログ信号を生成する平滑部と、
前記平滑部が生成した前記アナログ信号を基にして、前記光源の駆動電流を生成する駆動電流生成部と、を備え、
前記照射制御部は、各主走査ラインの描画において、前記周波数記憶部に記憶されている前記複数の周波数をランダムに選択する画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の周波数の一つである基準周波数の前記パルス信号を用いて描画される前記主走査ラインを、各ブロックに割り当てられる前記パルス信号のパルス数が同じになるように、複数のブロックに分割した場合に、各ブロックに照射される前記光ビームの光量を予め記憶している光量記憶部を備え、
前記照射制御部は、各主走査ラインの描画において、前記周波数記憶部に記憶されている前記複数の周波数のいずれかを選択し、選択した周波数を用いて、前記光量記憶部に記憶されている各ブロックの光量を示す前記パルス信号の生成を前記パルス生成部に命令する請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像を形成するための光ビームを照射する光源の駆動電流を、光ビームの光量を示す周期性のパルス信号を平滑して生成されたアナログ信号を基にして生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像の形成は、画像データで示される画像の静電潜像を感光体ドラムに形成する工程、その静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する工程、トナー画像を用紙に転写する工程、及び、用紙に転写されたトナー画像を用紙に定着する工程を含む。
【０００３】
静電潜像を形成する工程では、光源を発光制御することにより光源から照射された光ビームを、ポリゴンミラーで偏向して、回転する感光体ドラムに主走査ラインを描画することを繰り返して、感光体ドラムに静電潜像を形成する。
【０００４】
光源の駆動電流の大きさを固定にして主走査ラインを感光体ドラムに描画すると、感光体ドラムに照射された光ビームの光量(言い換えれば、強度)は、感光体ドラム上の位置に応じて異なる。この原因として、感光体ドラムとポリゴンミラーとの距離が、感光体ドラムの中央部と両端部とで異なること(ポリゴンミラーと感光体ドラムの中央部との距離は、ポリゴンミラーと感光体ドラムの両端部との距離より短い)や、ポリゴンミラーと感光体ドラムとの間に配置された集光レンズの光学特性等が挙げられる。
【０００５】
感光体ドラムに照射された光ビームの光量が、感光体ドラム上の位置に応じて異なると、画像の濃度にムラが生じる。
【０００６】
そこで、感光体ドラムに照射された光ビームの光量が、感光体ドラム上で一定になるように、主走査中に光源の駆動電流の大きさを調整している。例えば、主走査ラインを複数の領域(ブロック)に分割し、光源に照射させる光ビームの光量を領域毎に示すＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号を生成し、このＰＷＭ信号を平滑して、光ビームの光量に対応する大きさのアナログ信号を生成し、このアナログ信号を基にして光源の駆動電流の大きさを調整する技術が提案されている(例えば、特許文献１、特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２６２５０９号公報
【特許文献２】特開２００９−２６２３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＰＷＭ信号を平滑してアナログ信号を生成すると、ＰＷＭ信号の周期に対応して、アナログ信号にリップルが発生する。リップルは画質低下の原因になることがある。
【０００９】
ＰＷＭ信号を平滑する回路がＣＲフィルターからなるローパスフィルターの場合、ＣＲフィルターの時定数を大きくすれば、アナログ信号にリップルが発生することを防止できる。しかし、時定数を大きくすれば、ＣＲフィルターにＰＷＭ信号が入力されてアナログ信号を出力するまでの応答時間が長くなり、これは光ビームの光量の制御の遅延となる。従って、ＣＲフィルターの時定数を大きくすることには限界がある。
【００１０】
本発明の目的は、静電潜像を形成するための光ビームを照射する光源の駆動電流の基になり、パルス信号を平滑して生成されるアナログ信号にリップルが発生しても、それによる画質の低下を防止することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する本発明に係る画像形成装置は、感光体と、光ビームを照射する光源を含み、前記光源が照射した前記光ビームを主走査方向に走査させて前記感光体に主走査ラインを描画する露光部と、前記光源に照射させる前記光ビームの光量を示す周期性のパルス信号を生成するパルス生成部と、前記パルス信号の複数の周波数を予め記憶している周波数記憶部と、各主走査ラインの描画において、前記周波数記憶部に記憶されている前記複数の周波数のいずれかを選択し、選択した周波数の前記パルス信号の生成を前記パルス生成部に命令する照射制御部と、前記照射制御部の命令に従って前記パルス生成部が生成した前記パルス信号を平滑して、アナログ信号を生成する平滑部と、前記平滑部が生成した前記アナログ信号を基にして、前記光源の駆動電流を生成する駆動電流生成部と、を備える。
【００１２】
本発明の一局面に係る画像形成装置は、静電潜像を形成するための光ビームを照射する光源の駆動電流について、光ビームの光量を示す周期性のパルス信号を平滑して生成されたアナログ信号を基にして生成する技術を前提とする。本発明者によれば、パルス信号の周波数を同じにして各主走査ラインを描画すると、アナログ信号に発生するリップルの影響により、副走査方向に沿って延びる筋状のノイズが画像に現れる場合があることを見いだした。同じ周波数のパルス信号を用いることにより、各主走査ラインにおいて、リップルの主走査方向の位置が揃うので、その結果、リップルが副走査方向に沿って揃うことが原因と思われる。
【００１３】
本発明の一局面に係る画像形成装置では、各主走査ラインの描画において、周波数記憶部に記憶されている複数の周波数のいずれかを選択し、選択した周波数のパルス信号を生成している。従って、パルス信号の周波数を同じにして各主走査ラインを描画しないので、各主走査ラインにおいて、アナログ信号に発生するリップルの主走査方向の位置が揃わない。よって、リップルが副走査方向に沿って揃うことを避けることができるので、リップルの影響により、副走査方向に沿って延びる筋状のノイズが画像に現れることを防止することができる。以上より、本発明の一局面によれば、静電潜像を形成するための光ビームを照射する光源の駆動電流の基になり、パルス信号を平滑して生成されるアナログ信号にリップルが発生しても、それによる画質の低下を防止できる。
【００１４】
上記構成において、前記複数の周波数の一つである基準周波数の前記パルス信号を用いて描画される前記主走査ラインを、各ブロックに割り当てられる前記パルス信号のパルス数が同じになるように、複数のブロックに分割した場合に、各ブロックに照射される前記光ビームの光量を予め記憶している光量記憶部を備え、前記照射制御部は、各主走査ラインの描画において、前記周波数記憶部に記憶されている前記複数の周波数のいずれかを選択し、選択した周波数を用いて、前記光量記憶部に記憶されている各ブロックの光量を示す前記パルス信号の生成を前記パルス生成部に命令する。
【００１５】
この構成は、主走査ラインを、各ブロックに割り当てられるパルス数を同じにして、複数のブロックに分割し、パルス信号として、各ブロックに照射される光ビームの光量を示すパルス信号を用いる態様に、本発明の一局面を適用したものである。この構成についても、上述した本発明の一局面に係る画像形成装置の作用効果を有する。
【００１６】
上記構成において、前記複数の周波数を構成する周波数の範囲は、前記複数の周波数のうち、最高周波数の前記パルス信号を用いて前記主走査ラインを描画した場合と、最低周波数の前記パルス信号を用いて前記主走査ラインを描画した場合とにおいて、前記複数のブロックのうち最後のブロックの前記主走査方向の位置を規定する座標の少なくとも一部が共通する関係が成立する。
【００１７】
上述した主走査ラインを複数のブロックに分割する態様では、一つのブロックに割り当てられているパルス数が同じなので、一つのブロックの主走査方向の寸法が、周波数に応じて異なる。周波数が高くなると、一つのブロックの主走査方向の寸法が小さくなり、逆に、周波数が低くなると、一つのブロックの主走査方向の寸法が大きくなるのである。
【００１８】
このため、周波数に応じて、ブロックの主走査方向の位置にずれが生じ、ブロックの順番が大きくなるにしたがって、そのずれが大きくなる。例えば、ブロック数が６４であれば、最後のブロックである６４番目のブロックどうしのずれが最も大きくなる。
【００１９】
光ビームの光量はブロック毎に示されるので、複数の主走査ライン間において、同じ順番のブロックどうしは、主走査方向の位置を規定する座標の少なくとも一部が共通する必要がある。この構成によれば、複数の周波数を構成する周波数の範囲は、最高周波数のパルス信号を用いて主走査ラインを描画した場合と、最低周波数のパルス信号を用いて主走査ラインを描画した場合とにおいて、複数のブロックのうち最後のブロックの主走査方向の位置を規定する座標の少なくとも一部が共通する関係が成立する。従って、複数の主走査ライン間において、同じ順番のブロックどうしは、主走査方向の位置を規定する座標の少なくとも一部が共通させるようにすることができる。
【００２０】
上記構成において、前記照射制御部は、各主走査ラインの描画において、前記周波数記憶部に記憶されている前記複数の周波数をランダムに選択する。
【００２１】
複数の周波数を規則的に選択すると、副走査方向に沿った筋状のノイズではないが、例えば、副走査方向に対して斜め方向に沿った筋状のノイズが画像に現れる可能性がある。この構成によれば、複数の周波数をランダムに選択するので、そのようなノイズが画像に現れないようにすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、静電潜像を形成するための光ビームを照射する光源の駆動電流の基になり、パルス信号を平滑して生成されるアナログ信号にリップルが発生しても、それによる画質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造の概略を示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す画像形成装置に備えられる露光部を構成する光学部品の配置関係を示す図である。
【図４】光源の駆動電流を生成する駆動電流生成装置の構成を示すブロック図である。
【図５】デューティー比が５０％のＰＷＭ信号とアナログ電圧との関係を表すグラフである。
【図６】副走査方向に沿って延びる筋状のノイズが現れている画像の拡大図である。
【図７】アナログ電圧に発生するリップル電圧の一例の波形図である。
【図８】光量とブロックとの関係の一例を示す図である。
【図９】五つの周波数と一つのブロックの主走査方向の寸法との関係の一例を示す図である。
【図１０】最高周波数、基準周波数及び最低周波数のパルス信号を用いて主走査ラインを描画した場合、各ブロックの主走査方向の位置の第１例を示す図である。
【図１１】同第２例を示す図である。
【図１２】本実施形態において、感光体ドラムにｎ本の主走査ラインを描画する際の制御を説明するフローチャートである。
【図１３】乱数を用いてパルス信号の周波数を選択して、ｎ本の主走査ラインを描画した場合において、各ブロックの主走査方向の位置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造の概略を示す図である。画像形成装置１は例えば、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリーの機能を有するデジタル複合機に適用することができる。画像形成装置１は装置本体１００、装置本体１００の上に配置された原稿読取部２００、原稿読取部２００の上に配置された原稿給送部３００及び装置本体１００の上部前面に配置された操作部４００を備える。
【００２５】
原稿給送部３００は自動原稿送り装置として機能し、原稿載置部３０１に置かれた複数枚の原稿を連続的に原稿読取部２００に送ることができる。
【００２６】
原稿読取部２００は露光ランプ等を搭載したキャリッジ２０１、ガラス等の透明部材により構成された原稿台２０３、不図示のＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー及び原稿読取スリット２０５を備える。原稿台２０３に載置された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿台２０３の長手方向に移動させながらＣＣＤセンサーにより原稿を読み取る。これに対して、原稿給送部３００から給送された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿読取スリット２０５と対向する位置に移動させて、原稿給送部３００から送られてきた原稿を、原稿読取スリット２０５を通してＣＣＤセンサーにより読み取る。ＣＣＤセンサーは読み取った原稿を画像データとして出力する。
【００２７】
装置本体１００は用紙貯留部１０１、画像形成部１０３及び定着部１０５を備える。用紙貯留部１０１は装置本体１００の最下部に配置されており、用紙の束を貯留することができる用紙トレイ１０７を備える。用紙トレイ１０７に貯留された用紙の束において、最上位の用紙がピックアップローラー１０９の駆動により、用紙搬送路１１１へ向けて送出される。用紙は用紙搬送路１１１を通って、画像形成部１０３へ搬送される。
【００２８】
画像形成部１０３は搬送されてきた用紙にトナー画像を形成する。画像形成部１０３は感光体ドラム１１３、露光部１１５、現像部１１７及び転写部１１９を備える。露光部１１５は画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリー受信の画像データ等)に対応して変調された光を生成し、一様に帯電された感光体ドラム１１３の周面に照射する。これにより、感光体ドラム１１３の周面には画像データに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光体ドラム１１３の周面に現像部１１７からトナーを供給することにより、周面には画像データに対応するトナー画像が形成される。このトナー画像は転写部１１９によって先ほど説明した用紙貯留部１０１から搬送されてきた用紙に転写される。
【００２９】
トナー画像が転写された用紙は定着部１０５に送られる。定着部１０５において、トナー画像と用紙に熱と圧力が加えられて、トナー画像は用紙に定着される。用紙はスタックトレイ１２１又は排紙トレイ１２３に排紙される。
【００３０】
操作部４００は操作キー部４０１と表示部４０３を備える。表示部４０３はタッチパネル機能を有しており、ソフトキーを含む画面が表示される。ユーザーは画面を見ながらソフトキーを操作することによって、コピー等の機能の実行に必要な設定等をする。
【００３１】
操作キー部４０１にはハードキーからなる操作キーが設けられている。具体的にはスタートキー４０５、テンキー４０７、ストップキー４０９、リセットキー４１１、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリーを切り換えるための機能切換キー４１３等が設けられている。
【００３２】
スタートキー４０５はコピー、ファクシミリー送信等の動作を開始させるキーである。テンキー４０７はコピー部数、ファクシミリー番号等の数字を入力するキーである。ストップキー４０９はコピー動作等を途中で中止させるキーである。リセットキー４１１は設定された内容を初期設定状態に戻すキーである。
【００３３】
機能切換キー４１３はコピーキー及び送信キー等を備えており、コピー機能、送信機能等を相互に切り替えるキーである。コピーキーを操作すれば、コピーの初期画面が表示部４０３に表示される。送信キーを操作すれば、ファクシミリー送信及びメール送信の初期画面が表示部４０３に表示される。
【００３４】
図２は、図１に示す画像形成装置１の構成を示すブロック図である。画像形成装置１は装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００、操作部４００、制御部５００及び通信部６００がバスによって相互に接続された構成を有する。装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００及び操作部４００に関しては既に説明したので、説明を省略する。
【００３５】
制御部５００はＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)及び画像メモリー等を備える。ＣＰＵは画像形成装置１を動作させるために必要な制御を、装置本体１００等の画像形成装置１の上記構成要素に対して実行する。ＲＯＭは画像形成装置１の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。ＲＡＭはソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。画像メモリーは画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリー受信の画像データ等)を一時的に記憶する。
【００３６】
通信部６００はファクシミリー通信部６０１及びネットワークＩ／Ｆ部６０３を備える。ファクシミリー通信部６０１は相手先ファクシミリーとの電話回線の接続を制御するＮＣＵ(Network Control Unit)及びファクシミリー通信用の信号を変復調する変復調回路を備える。ファクシミリー通信部６０１は電話回線６０５に接続される。
【００３７】
ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ(Local Area Network)６０７に接続される。ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ６０７に接続されたパソコン等の端末装置との間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。
【００３８】
露光部１１５について詳細に説明する。図３は、露光部１１５を構成する光学部品の配置関係を示す図である。露光部１１５は光源３１、ポリゴンミラー１０及び二つの走査レンズ３３，３５等を備える。光源３１は例えば、レーザーダイオードであり、光ビームＬＢを照射する。
【００３９】
光源３１とポリゴンミラー１０との光路上には、コリメーターレンズ３７及びシリンドリカルレンズ３９が配置されている。コリメーターレンズ３７は光源３１から照射された光ビームＬＢを平行光にする。シリンドリカルレンズ３９は平行光にされた光ビームＬＢを線状に集光する。線状に集光された光ビームＬＢはポリゴンミラー１０に入射される。
【００４０】
ポリゴンミラー１０と感光体ドラム１１３との光路上には、走査レンズ３３と走査レンズ３５が配置されている。ポリゴンミラー１０の偏向面に入射された光ビームＬＢは、その偏向面で反射、偏向されて、走査レンズ３３，３５により感光体ドラム１１３に結像される。すなわち、光ビームＬＢを感光体ドラム１１３に走査することにより、感光体ドラム１１３に静電潜像が形成される。
【００４１】
露光部１１５はさらに、ＢＤレンズ４１及びＢＤセンサー４３を備える。感光体ドラム１１３の一方の側部１１３ａから他方の側部１１３ｂへ向けて、光ビームＬＢが感光体ドラム１１３を走査し、有効走査範囲Ｒを超えた光ビームＬＢは、ＢＤレンズ４１で集光されてＢＤセンサー４３で受光される。ＢＤ(Beam Detect)センサー４３は、光ビームＬＢを受光すると、感光体ドラム１１３に走査(主走査)を開始する基準となるＢＤ信号を生成する。
【００４２】
以上説明したように、露光部１１５は光ビームＬＢを照射する光源３１を含み、光源３１が照射した光ビームＬＢを主走査方向に走査させて感光体ドラム１１３(感光体の一例)に主走査ラインを描画する。
【００４３】
本実施形態では、パルス信号を基にして光源３１の駆動電流が生成される。図４は、光源３１の駆動電流Ｓ３を生成する駆動電流生成装置１０の構成を示すブロック図である。駆動電流生成装置１０はパルス生成部１１、平滑部１２、ＬＤドライバー回路１３、周波数記憶部１７、光量記憶部１８、照射制御部１９及び乱数生成部２１を備える。
【００４４】
パルス生成部１１は照射制御部１９の命令に従って、光源３１に照射させる光ビームＬＢの光量を示す周期性のパルス信号Ｓ１を生成する。パルス生成部１１は例えば、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)やＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)により実現される。周期性のパルス信号Ｓ１として、例えば、ＰＷＭ信号やＰＤＭ(Pulse Density Modulation)信号が用いることができる。ＰＤＭ信号とは一定のパルス幅のパルスが出力される密度(間隔)が可変の信号である。本実施形態では、パルス生成部１１で生成されるパルス信号Ｓ１がＰＷＭ信号を例にして説明する。ＰＷＭ信号のデューティー比を用いて光源３１に照射させる光ビームＬＢの光量が示される。
【００４５】
平滑部１２はＣＲフィルターからなるローパスフィルターにより構成され、パルス生成部１１が生成したパルス信号Ｓ１を平滑して、アナログ電圧Ｓ２(アナログ信号)を生成する。アナログ電圧Ｓ２は光源３１に照射させる光ビームＬＢの光量を示している。
【００４６】
アナログ電圧Ｓ２はＬＤドライバー回路１３に送られる。ＬＤドライバー回路１３には用紙に印刷する画像を示す画像データ信号が入力される。ＬＤドライバー回路１３はアナログ電圧Ｓ２及び画像データ信号を利用して、光源３１の駆動電流Ｓ３を生成する制御及び光源３１の点灯制御を実行する。
【００４７】
ＬＤドライバー回路１３は比較部１４と駆動電流生成部１５とを備える。平滑部１２で生成されたアナログ電圧Ｓ２は、比較部１４の一方の入力部に入力されて、駆動電流生成部１５に送られる。駆動電流生成部１５はアナログ電圧Ｓ２を用いて光源３１の駆動電流Ｓ３を生成する。
【００４８】
光源３１は駆動電流Ｓ３により点灯されて光ビームＬＢを照射する。光ビームＬＢは感光体ドラム１１３に照射される他に、フォトダイオードからなる受光部１６で受光される。受光部１６から出力された信号は、比較部１４の他方の入力部に入力される。
【００４９】
光源３１であるレーザーダイオードのアノードは、受光部１６であるフォトダイオードのカソードと接続される。これらのアノードとカソードは、電源と接続される。
【００５０】
比較部１４及び駆動電流生成部１５により、光量制御部２０(ＡＰＣ部)が構成される。光量制御部２０は、有効画像期間で光源３１に照射させる光ビームＬＢの光量が、パルス生成部１１に生成させるパルス信号Ｓ１が示す光ビームＬＢの光量と一致するように、ＡＰＣ期間において駆動電流Ｓ３の大きさを自動制御(ＡＰＣ)する。有効画像期間とは感光体ドラム１１３に描画された主走査ラインが有効画像として扱われる期間をいう。
【００５１】
周波数記憶部１７、光量記憶部１８、照射制御部１９及び乱数生成部２１は、制御部５００により実行される機能ブロックである。
【００５２】
周波数記憶部１７はパルス信号Ｓ１の複数の周波数を予め記憶している。本実施形態では、周波数ｆ１、周波数ｆ２、周波数ｆ３、周波数ｆ４及び周波数ｆ５で構成される五つの周波数を例に説明する。周波数ｆ１から周波数ｆ５に向かうにしたがって、周波数が低くなる。すなわち、ｆ１＞ｆ２＞ｆ３＞ｆ４＞ｆ５の関係が成立する。従って、周波数ｆ１が最高周波数であり、周波数ｆ５が最低周波数である。基準周波数は、五つの周波数のいずれかから選択される。ここでは、最高周波数と最低周波数の中間である周波数ｆ３を、基準周波数とする。
【００５３】
本実施形態では、各主走査ラインの描画において、周波数記憶部１７に記憶されている五つの周波数のいずれかを選択し、選択した周波数のパルス信号Ｓ１を用いて、主走査ラインを感光体ドラム１１３に描画する。この理由を説明する。
【００５４】
まず、パルス生成部１１で生成されるパルス信号Ｓ１であるＰＷＭ信号と平滑部１２で生成されるアナログ電圧Ｓ２との関係を説明する。図５は、この関係を表すグラフである。グラフの横軸は時間を示し、グラフの縦軸はアナログ電圧Ｓ２の値を示している。パルス生成部１１が生成するＰＷＭ信号のデューティー比は、５０パーセントとする。
【００５５】
パルス生成部１１がＰＷＭ信号の生成を開始すると、ＰＷＭ信号の生成開始からアナログ電圧Ｓ２が０Ｖから徐々に大きくなって、１．０Ｖに到達する。アナログ電圧Ｓ２にはＰＷＭ信号の周期に対応してリップルが発生している。
【００５６】
本発明者によれば、パルス信号Ｓ１(ＰＷＭ信号)の周波数を同じにして各主走査ラインを描画すると、アナログ電圧Ｓ２に発生するリップルの影響により、副走査方向に沿って延びる筋状のノイズが画像に現れる場合があることを見いだした。図６は、副走査方向に沿って延びる筋状のノイズが現れている画像の拡大図である。縦筋がノイズである。このノイズが生じるのは、同じ周波数のパルス信号Ｓ１を用いることにより、各主走査ラインにおいて、リップルの主走査方向の位置が揃うので、その結果、リップルが副走査方向に沿って揃うことが原因と思われる。
【００５７】
本実施形態に係る画像形成装置では、各主走査ラインの描画において、周波数記憶部１７に記憶されている五つの周波数のいずれかを選択し、選択した周波数のパルス信号Ｓ１を生成している。よって、アナログ電圧Ｓ２に発生するリップルを周波数に応じて、ずらすことができる。これを示したのが図７である。図７は、アナログ電圧Ｓ２に発生するリップルの電圧の波形図である。縦軸はリップル電圧を示し、横軸は時間を示している。
【００５８】
(ａ)で示す波形のリップル電圧が発生したアナログ電圧、(ｂ)で示す波形のリップル電圧が発生したアナログ電圧、(ｃ)で示す波形のリップル電圧が発生したアナログ電圧、(ｄ)で示す波形のリップル電圧が発生したアナログ電圧の生成に用いられるパルス信号Ｓ１の周波数は、それぞれ異なる。このため、(ａ)〜(ｄ)で示す波形のピークは一致していない。
【００５９】
本実施形態によれば、パルス信号Ｓ１の周波数を同じにして各主走査ラインを描画しないので、各主走査ラインにおいて、アナログ電圧Ｓ２に発生するリップルの主走査方向の位置が揃わないようにすることができる。よって、リップルが副走査方向に沿って揃うことを避けることができるので、リップルの影響により、副走査方向に沿って延びる筋状のノイズが画像に現れることを防止することができる。
【００６０】
図４の説明に戻る。光量記憶部１８は、五つの周波数の一つである基準周波数(周波数ｆ３)のパルス信号Ｓ１を用いて描画される主走査ラインを、各ブロックに割り当てられるパルス信号Ｓ１のパルス数が同じになるように、複数のブロックに分割した場合に、各ブロックに照射される光ビームＬＢの光量を予め記憶している。図８は、光量とブロックとの関係の一例を示す図である。縦軸は光量を示し、横軸は主走査方向の位置を示している。ブロック数が６４、各ブロックに割り当てられているパルス数が３２を例に説明する。
【００６１】
ブロック１からブロック６４の６４個のブロックが、ブロック１から順番に主走査方向に沿って並んでいる。ブロック毎に光ビームＬＢの光量が定められている。ブロック１からブロック３３に向かうにしたがって、光量が段階的に小さくされ、ブロック３３からブロック６４に向かうにしたがって、光量が段階的に大きくされている。言い換えれば、図３に示す感光体ドラム１１３の一方の側部１１３ａから中央に向かうにしたがって、光量が段階的に小さくされ、中央から他方の側部１１３ｂに向かうにしたがって、光量が段階的に大きくされている。
【００６２】
図９は、五つの周波数と一つのブロックの主走査方向の寸法との関係の一例を示す図である。図１０は、最高周波数、基準周波数及び最低周波数のパルス信号Ｓ１を用いて主走査ラインを描画した場合、各ブロックの主走査方向の位置の第１例を示す図である。図１１は、同第２例を示す図である。
【００６３】
一つのブロックに割り当てられているパルス数は同じである。このため、図９に示すように、一つのブロックの主走査方向の寸法が、パルス信号Ｓ１の周波数に応じて異なる。パルス信号Ｓ１の周波数が高くなると、一つのブロックの主走査方向の寸法が小さくなり、逆に、周波数が低くなると、一つのブロックの主走査方向の寸法が大きくなるのである。
【００６４】
このため、図１０及び図１１に示すように、周波数に応じて、ブロックの主走査方向の位置にずれが生じ、ブロックの順番が大きくなるにしたがって、そのずれが大きくなる。ブロック数が６４であれば、最後のブロックである６４番目のブロック(ブロック６４)どうしのずれが最も大きくなる。
【００６５】
別の言い方をすると、照射制御部１９が周波数記憶部１７から選択した周波数が基準周波数と異なる場合、６４個のブロックを主走査方向に並べた寸法は、主走査ラインの寸法と一致しない。すなわち、照射制御部１９が周波数記憶部１７から選択した周波数が基準周波数(周波数ｆ３)より低い場合、６４個のブロックを主走査方向に並べた寸法は、主走査ラインより大きくなる。逆に、照射制御部１９が周波数記憶部１７から選択した周波数が基準周波数(周波数ｆ３)より高い場合、６４個のブロックを主走査方向に並べた寸法は、主走査ラインより小さくなる。
【００６６】
図１０に示す第１例では、最高周波数の場合のブロック６４と最低周波数の場合のブロック６４どうしにおいて、主走査方向の位置を規定する座標の一部が共通している。これに対して、図１１に示す第２例では、最高周波数の場合のブロック６４と最低周波数の場合のブロック６４どうしにおいて、主走査方向の位置を規定する座標が共通していない。
【００６７】
光ビームＬＢの光量はブロック毎に示されるので、複数の主走査ライン間において、同じ順番のブロックどうしは、主走査方向の位置を規定する座標の少なくとも一部が共通する必要がある。
【００６８】
本実施形態では、最高周波数のパルス信号Ｓ１を用いて主走査ラインを描画した場合と、最低周波数のパルス信号Ｓ１を用いて主走査ラインを描画した場合とにおいて、６４個のブロックの最後のブロック(ブロック６４)の主走査方向の位置を規定する座標の少なくとも一部が共通する関係が成立している。図１０に示す最高周波数と最低周波数とは、上記関係が成立する。図１１に示す最高周波数と最低周波数とは、上記関係が成立しない。
【００６９】
上記関係が成立する周波数は、例えば、以下にようにして決定できる。１０ＭＨｚを最高周波数とし、これを基準周波数とする。ブロック数を６４とする。一つのブロックに割り当てられているパルス数を３２とする。
【００７０】
この場合、一つのブロックに割り当てられたパルス信号Ｓ１の時間(以下、一つのブロックの時間)は、１０ＭＨｚでは周期が０．１μｓなので、３．２μｓとなる。ポリゴンミラー１０の回転速度、すなわち主走査ラインの走査速度が一定なので、一つのブロックの時間は、一つのブロックの主走査方向の寸法に対応する。
【００７１】
上記関係が成立するには、最高周波数のパルス信号を用いて主走査ラインを描画した場合の一つのブロックの時間と最低周波数のパルス信号を用いて主走査ラインを描画した場合の一つのブロックの時間との差を、０．０５μｓ以内にする必要がある(３．２μｓ÷６４ブロック)。
【００７２】
よって、最高周波数から最高周波数の１．５％以内の値を減算した値が最低周波数として選択できる(０．０５μｓ÷３．２μｓ＝０．０１６)。
【００７３】
図４の説明に戻る。照射制御部１９は、各主走査ラインの描画において、周波数記憶部１７に記憶されている五つの周波数のいずれかを選択し、選択した周波数のパルス信号Ｓ１の生成をパルス生成部１１に命令する。本実施形態では、ブロック毎に光ビームＬＢの光量を示している。従って、照射制御部１９は、各主走査ラインの描画において、周波数記憶部１７に記憶されている五つの周波数のいずれかを選択し、選択した周波数を用いて、光量記憶部１８に記憶されている各ブロックの光量を示すパルス信号Ｓ１の生成をパルス生成部１１に命令する。照射制御部１９にはＢＤ信号が入力され、ＢＤ信号に同期させて、上記命令をする。
【００７４】
乱数生成部２１にはＢＤ信号が入力される。乱数生成部２１はＢＤ信号が入力される毎に乱数を生成し、生成した乱数を照射制御部１９に送る。乱数には周波数記憶部１７に記憶されている五つの周波数のいずれかが割り当てられており、照射制御部１９はその乱数が割り当てられた周波数を、周波数記憶部１７に記憶されている五つの周波数の中から選択する。このように、照射制御部１９は、各主走査ラインの描画において、周波数記憶部１７に記憶されている五つの周波数をランダムに選択する。
【００７５】
次に、本実施形態において、感光体ドラム１１３にｎ本の主走査ラインを描画する際の制御を説明する。図１２は、この制御を説明するフローチャートである。照射制御部１９は何番目の主走査ラインを描画するのかを示す変数ｋを１として記憶する(ステップＳ１)。
【００７６】
照射制御部１９及び乱数生成部２１は、ＢＤ信号が入力されたかを判断する(ステップＳ２)。照射制御部１９及び乱数生成部２１は、ＢＤ信号が入力されたと判断しない場合(ステップＳ２でＮｏ)、ステップＳ２の処理を繰り返す。
【００７７】
照射制御部１９及び乱数生成部２１は、ＢＤ信号(ここでは、１番目のＢＤ信号)が入力されたと判断した場合(ステップＳ２でＹｅｓ)、乱数生成部２１は乱数を生成し、生成した乱数を照射制御部１９に送る(ステップＳ３)。
【００７８】
照射制御部１９はその乱数が割り当てられた周波数を、周波数記憶部１７に記憶されている五つの周波数の中から選択する(ステップＳ４)。そして、主走査ライン(ここでは、１番目の主走査ライン)が感光体ドラム１１３に描画される(ステップＳ５)。この内容は以下の通りである。
【００７９】
照射制御部１９は選択した周波数のパルス信号Ｓ１の生成をパルス生成部１１に命令する。パルス生成部１１はその命令に基づいて、パルス信号Ｓ１を生成し、平滑部１２はパルス信号Ｓ１を平滑して、アナログ電圧Ｓ２を生成する。駆動電流生成部１５はアナログ電圧Ｓ２を基にして、駆動電流Ｓ３を生成し、これにより、露光部１１５は感光体ドラム１１３に１番目の主走査ラインの描画を実行する。
【００８０】
照射制御部１９は変数ｋがｎであるかを判断する(ステップＳ６)。１番目の主走査ラインの描画なので、変数ｋは１である。よって、照射制御部１９は変数ｋがｎであると判断せず(ステップＳ６でＮｏ)、ｋ＋１(ここでは２)を変数ｋとして、記憶し(ステップＳ７)、ステップ２に戻る。
【００８１】
照射制御部１９は変数ｋがｎであると判断した場合(ステップＳ６でＹｅｓ)、ｎ番目の主走査ラインの描画がされたので、ｎ本の主走査ラインを描画する制御を終了する。
【００８２】
この制御により、ｎ本の主走査ラインを感光体ドラム１１３に描画した場合に、各ブロックの主走査方向の位置の一例を図１３に示す。乱数を用いてパルス信号Ｓ１の周波数をランダムに選択することにより、選択される周波数が規則的に変化することを防止できる。
【００８３】
本実施形態の主な効果を説明する。本実施形態では、各主走査ラインの描画において、周波数記憶部１７に記憶されている五つの周波数のいずれかを選択し、選択した周波数のパルス信号Ｓ１を用いて主走査ラインを描画する。このため、パルス信号Ｓ１の周波数を同じにして各主走査ラインを描画しないので、各主走査ラインにおいて、アナログ電圧Ｓ２に発生するリップルの主走査方向の位置が揃わないようにすることができる。よって、リップルが副走査方向に沿って揃うことを避けることができるので、リップルの影響により、副走査方向に沿って延びる筋状のノイズが画像に現れることを防止することができる。このように、本実施形態によれば、静電潜像を形成するための光ビームＬＢを照射する光源３１の駆動電流Ｓ３の基になり、パルス信号Ｓ１を平滑して生成されるアナログ電圧Ｓ２にリップルが発生しても、それによる画質の低下を防止することができる。
【００８４】
また、本実施形態では、図８で説明したように、光ビームＬＢの光量はブロック毎に示されるので、図１０で説明したように、複数の主走査ライン間において、同じ順番のブロックどうしは、主走査方向の位置を規定する座標の少なくとも一部が共通する必要がある。本実施形態によれば、最高周波数のパルス信号Ｓ１を用いて主走査ラインを描画した場合と、最低周波数のパルス信号Ｓ１を用いて主走査ラインを描画した場合とにおいて、６４個のブロックの最後のブロック(ブロック６４)どうしは、主走査方向の位置を規定する座標の少なくとも一部が共通する。従って、複数の主走査ライン間において、同じ順番のブロックどうしは、主走査方向の位置を規定する座標の少なくとも一部を共通させることができる。
【００８５】
さらに、本実施形態によれば、図１２のステップＳ３及びステップＳ４で説明したように、照射制御部１９は各主走査ラインの描画において、周波数記憶部１７に記憶されている五つの周波数をランダムに選択している。これらの周波数を規則的に選択すると、副走査方向に沿った筋状のノイズではないが、例えば、副走査方向に対して斜め方向に沿った筋状のノイズが画像に現れる可能性がある。本実施形態によれば、五つの周波数をランダムに選択するので、そのようなノイズが画像に現れないようにすることができる。
【符号の説明】
【００８６】
１  画像形成装置
１０  駆動電流生成装置
３１  光源
１１３  感光体ドラム(感光体の一例)
１１５  露光部
Ｓ１  パルス信号
Ｓ２  アナログ電圧(アナログ信号の一例)
Ｓ３  駆動電流
【図１】
0005393821.tif 000002
【図２】
0005393821.tif 000003
【図３】
0005393821.tif 000004
【図４】
0005393821.tif 000005
【図５】
0005393821.tif 000006
【図７】
0005393821.tif 000007
【図８】
0005393821.tif 000008
【図９】
0005393821.tif 000009
【図１０】
0005393821.tif 000010
【図１１】
0005393821.tif 000011
【図１２】
0005393821.tif 000012
【図１３】
0005393821.tif 000013
【図６】
0005393821.tif 000014